【文章內(nèi)容簡介】 的壓頭大，且在所有高點中該高點所需的壓頭最大，那么此高點就稱為翻越點。 根據(jù)該定義有： QzQFFfZZiLZZiLHH ??????? 0)()( ????? FzF LLiZZ上式表明，輸量為 Q 的液體從翻越點自流到終點還有能量富裕 。 由此可給出翻越點的另一個定義： 如果一定輸量的液體從某高點自流到終點還有能量富裕 ， 且在所有的高點中該高點的富裕能量最大 ， 則該高點叫做翻越點 。 翻越點的確定 翻越點的確定可用圖解法和解析法 。 ⑴ 圖解法 在管道縱斷面圖右上角作水力坡降線的直角三角形，將水力坡降線向下平移，如果水力坡降線與終點相交之前首先與某高點 F相切，則 F點即為翻越點。 等溫輸油管道的工藝計算 F Lf i 由圖可知：水力坡降線不一定先與管路上的最高點相切 ， 所以翻越點不一定是管路上的最高點 ， 而是靠近線路終點的某個高點 。 等溫輸油管道的工藝計算 ⑵ 解 析 法 在線路上選若干個高點進行計算 ， 一般選最高點及最高點之后的高點進行計算 。 計算方法有兩種： ① 計算從起點到高點 j 所需的總壓頭 Hj , 并與從起點到終點所需的總壓頭 H比較 ， 如果有若干個高點的 Hj 都大于 H， 則 Hj 最大者為翻越點 。 若所有的 Hj 都小于 H，則不存在翻越點 。 QjjjZZiL ??? Qz ZZiL ???式中： Lj、 Zj 分別為高點 j 的里程和高程。 ② 計算 )()( jZjj LLiZZH ?????如果有若干個點的 △ Hj 均大于零 ， 則其中最大者為翻越點 。 若所有點的 △ Hj 均小于零 ， 則不存在翻越點 。 管線設計和運行時，無論是旁接油罐流程還是密閉流程，翻越點均只有一個 ，且確定方法相同。但翻越點會隨水力坡降的變化 而變化。 等溫輸油管道的工藝計算 思考題 如果線路上存在翻越點，但設計中沒有考慮，管線的輸量是否為零？ 翻越點后的流動狀態(tài) 管道上存在翻越點時 ， 翻越點后的管內(nèi)液流將有剩余能量 。 如果不采用措施利用和消耗這部分能量 ， 翻越點后管內(nèi)將出現(xiàn)不滿流 。 不滿流的存在將使管道出現(xiàn)兩相流動 ， 而且當流速突然變化時會增大水擊壓力 。 對于順序輸送的管道還會增大混油 。 措施 ： ：使流速增大，這可能會產(chǎn)生靜電危害，且對清管不利。 。 計算長度 管道起點與翻越點之間的距離稱為管道的計算長度 。 管道上存在翻越點時 ， 管線所需的總壓頭不能按線路起 、終點計算 ， 而應按起點與翻越點計算 。 ⑴ 不存在翻越點時，管線計算長度等于管線全長。 )( QZ ZZiLH ???⑵ 存在翻越點時，計算長度為起點到翻越點的距離，計算高差為翻越點高程與起點高程之差 )( Qfff ZZiLHH ???? 三、泵站數(shù)的確定 原則： 要充分利用管道的強度，并使泵在高效區(qū)工作。 將計算輸量為 Q 的油品從起點輸送到終點所需壓頭為： ZiLH ???式中： L為計算長度， △ Z為計算高程差。 首先選擇泵的型號、組合方式和串并聯(lián)泵機組數(shù)，確定泵站特性， mc BQAH ??? 2 設全線站特性相同 ， 計算輸量下的揚程為 Hc， 則全線所需泵站數(shù)為： )/()()/( cccc hHZiLhHHn ??????其中 hc為站內(nèi)損失。 如果考慮首站給油泵的揚程 Hs1和管道終點或翻越點所需的余壓 Hsz ， 則全線所需泵站數(shù)為： )/()( 1 ccssZ hHHHZiLn ??????一般來說按照上式計算的 n不是整數(shù) ， 還應把計算得到的 n值化整 。 等溫輸油管道的工藝計算 四、泵站的布置 確定泵站位置的步驟是： ①先在室內(nèi)用作圖法在線路縱斷面上初步確定站址或可能的布置區(qū)； ②進行現(xiàn)場實地調(diào)查，與當?shù)赜嘘P方面協(xié)商后，最后決定站址 ； ③核算站址調(diào)整后是否滿足水力要求。 布站作圖法 根據(jù)化整后的泵站數(shù)和管路實際情況，重新計算管道系統(tǒng)的工作點、水力坡降和每個泵站在工作點輸量下的揚程： m csZs fLnBnhHZnAHQ? ???????2 1mc BQAH ??? 2 mm DQi ??? 52 /??式中： Hs1 首站進泵壓力，當有給油泵時即為給油泵揚程 Hsz 終點的余壓，當存在翻越點時，為翻越點處的動水壓力 為了保證正常輸送 ， 線路最高點 、 翻越點或線路終點的動水壓力應保持不低于 20m油柱 。 等溫輸油管道的工藝計算 布站作圖法 a Hd1 Hchc b1” b b’ b1 b” a’ Hsmax Hsmin 由首站位置 a點向上作垂線 aa’, 使 aa’ 按縱斷面圖縱向比例所取長度等于 首 站 的 出 站 壓 頭 ，aa’=Hd1=Hs1+Hchc， 自 a’ 點向右作水力坡降線 ，與縱斷面線交于 b點 。 如果輸油管道為旁接油罐流程 ， b點即為第二泵站的位置 。 在該點處 ， 動水壓力為零 。 用同樣的方法可求出第三泵站位置 。 如果管道為密閉輸送 ， 由于密閉輸送所使用的輸油主泵要求有一定的進泵壓頭 ， 因此第二站的位置不能定在 b點 ， 而應向左移動 ，以保留必要的剩余壓頭 。 一般來說 ， 輸油泵有一個進口壓力范圍限制 Hsmin≤Hs≤Hsmax, 也就是有一個布站范圍 ，稱為泵站的可能布置區(qū) ， 如圖中陰影部分所示 。 b’b” 即為泵站的可能布置區(qū) ， 一般取 Hs =30～ 80 m液柱 。泵站可布置在 b1 點 。 從 b1 點向上作垂線 b1b1” ， 取 b1’b1”=Hchc 由 b1” 向右作力坡降線 ，同樣的方法可確定第三站及以后各站的位置 。 由圖可知 ， 不論第二站布置于何處 ，均不影響第三站的位置 。 b1’ 五、泵站及管道工作情況的校核 進出站壓力的校核 ⑴一年中最高和最低油溫時的進出站壓力 ⑵幾種油品順序輸送時，輸送粘度最大的油品和粘度最小的油品時進出站壓力的變化情況 油溫高時，油流的粘度小，水力坡降線及管道特性曲線都較平緩；反之，粘度大，水力坡降線和管道特性曲線都較陡。故進出站壓力會隨季節(jié)而變化。 2. 動、靜水壓力的校核 ⑴ 動水壓力的校核 校核動水壓力，就是檢查管道的剩余壓力是否在管道操作壓力的允許值范圍內(nèi)，即最低動水壓力（一般為高點壓力）應高于 ， 最高動水壓力應在管道強度的允許范圍內(nèi)。 動水壓力是指油流沿管道流動過程中各點的剩余壓力 。 在縱斷面圖上 ， 是管道縱斷面線與水力坡降線之間的垂直距離 。 對于局部動水壓力超壓 ， 大都采用增大壁厚 ， 提高承壓能力的方法；如果超壓的距離比較長 ， 可采用設減壓站減壓的方法 （ 這會增大管線的摩阻損失 ， 使能耗增加 ） 。 但到底采用哪種方法 ， 需要通過經(jīng)濟比較確定 。 ⑵ 靜水壓力的校核 靜水壓力： 指油流停止流動后，由地形高差引起的靜液柱壓力。 翻越點后的管段或線路中途高峰后的峽谷地帶，停輸后的靜水壓力有可能大于管道允許的工作壓力。 等溫輸油管道的工藝計算 動水壓力 靜水壓力 對于這種超壓情況 ， 是采用增加壁厚還是采用設減壓站的方法解決 ， 需要通過經(jīng)濟比較確定 。 某條管線有幾座泵站，管線中間有一高點，應在高點前還是高點后檢查靜水壓力？為什么？ 等溫輸油管道的工藝計算 第二章 加熱輸送管道的工藝計算 原油的工業(yè)分類 按含蠟量分類 ： 類別 含蠟量（％） 低蠟原油 ~ 含蠟原油 ~ 高蠟原油 高蠟原油特點 對管道輸送的影響 低溫流變性差 溫度較低時為非牛頓流體，表觀粘度大，常溫輸送摩阻損失很大，經(jīng)濟性差。 凝點高，一般在環(huán)境溫度下就失去流動性，無法常溫輸送。 停輸后再啟動問題。 結(jié)蠟 流通截面減少，摩阻增大，管道輸送能力降低；存在蠟堵的風險。 加熱輸送管道的工藝計算 稠油的特點 膠質(zhì) 、 瀝青質(zhì)含量高 ， 凝固點低 ， 通常低于 0℃ ； 牛頓流體 ， 粘度很大 ， 常溫輸送摩阻非常高 ， 經(jīng)濟性差 。 加熱輸送管道的工藝計算 對于上述易凝高粘原油，不能直接采用等溫輸送。加熱輸送是目前常用的方法：提高油品溫度以降低其粘度，減少摩阻損失，借消耗熱能來節(jié)約動能。 第一節(jié) 熱油管道的溫降計算 第二節(jié) 熱油管道的摩阻計算 第三節(jié) 確定和布置加熱站、泵站 本章主要內(nèi)容 一、加熱輸送的特點 什么是熱油管道 ？ 在輸送過程中沿線油溫高于地溫的輸油管道 。 一般來說 ， 其沿線的油溫不僅高于地溫而且還高于 油品的凝點 。 第一節(jié) 熱油管道的溫降計算 與等溫管相比，熱油管道的特點是： ① 沿程的能量損失包括熱能損失和壓能損失兩部分。 ② 熱能損失和壓能損失互相聯(lián)系 ， 且熱能損失起主導作用 。設計熱油管道時 ， 要先進行熱力計算 ， 然后進行水力計算 。 這是因為摩祖損失的大小取決于油品的粘度 ，而油品的粘度則取決于輸送溫度的高低 。 ③ 沿程油溫不同 ， 油流粘度不同 ， 沿程水力坡降不是常數(shù) ，i≠const。 一個加熱站間 ， 距加熱站越遠 ， 油溫越低 ， 粘度越大 ， 水力坡降越大 。 加熱輸送管道的工藝計算 溫降曲線的特點：由圖可知： ①溫降曲線為一指數(shù)曲線，漸近線為 T=T0 ② 在兩個加熱站之間的管路上 ， 各處的溫度梯度不同 ， 加熱站出口處 ， 油溫高 ， 油流與周圍介質(zhì)的溫差大 ， 溫降快 ， 曲線陡 。 隨油流的前進 ， 溫降變慢 ， 曲線變平 。 因此隨出站溫度的提高 ， 下一站的進站油溫 TZ 變化較小 。 T 0 T L dL TR T0 二、熱油管道沿程溫降計算 ? ?? ? aLRL ebTTbTT ?????? 00 )( 2. 溫度參數(shù)的確定 ⑴ 加熱站出站油溫的選擇 考慮到原油中難免含水 ， 加熱溫度一般不超過 100℃ 。如原油加熱后進泵 ， 則其加熱溫度不應高于初餾點 ， 以免影響泵的吸入 。 ⑵ 加熱站進站油溫的選擇 加熱站進站油溫主要取決于經(jīng)濟比較，故其經(jīng)濟進站溫度常略高于凝點。另外還必須考慮管道的停輸溫降和再啟動問題。 ⑶ 周圍介質(zhì)溫度 T0 的確定 對于架空管道 ， T0 就是周圍大氣的溫度。 對于埋地管道， T0 則取管道埋深處的土壤自然溫度。 設計熱油管道時 , T0一般取管道中心埋深處的最低月平均地溫 ， 運行時按當時的實際地溫進行校核 。 加熱輸送管道的工藝計算 3. 軸向溫降公式的應用 ⑴ 設計時確定加熱站間距 (加熱站數(shù) ) 設計時 ， L、 D、 G、 K、 C、 T已定 , 按上述原則選定 TR和 TZ ， 則加熱站間距為 : bTTbTTDKGCLZRR ?????0039。 ln?全線所需加熱站數(shù) : 39。39。RR LLn ?,化整 →nR 設計的加熱站間距為 : RR nLL ?,然后重新計算 TR。 ⑵ 運行中計算沿程溫降 , 特別是計算為保持要求的終點溫度 TZ 所必須的加熱站出口溫度 TR 。 ⑶ 校核站間允許的最小輸量 Gmin bTTbTTCDLKGZRR???????00ln?加熱輸送管道的工藝計算 最小輸量 Gmin mi nma x ZZRRTTTT ?? 、當 及站間其它熱力參數(shù)即 T0、 D、 K、 LR一定時 ， 對應于 TRmax、 Tzmin的輸量即為該熱力條件下允許的最小輸量 : bTTbTTCDLKGZRR?????0min0maxminln?加熱輸送管道的工藝計算 ⑷ 運行中反算總傳熱系數(shù) K 值 bTTbTTDLGCKZRR ?????00ln?由于溫降公式是按照穩(wěn)定工況導出的 ， 因此反